[发明专利]浅沟槽隔离结构及其制备方法

说明书

本发明提供一种浅沟槽隔离结构及其制备方法，浅沟槽隔离结构包括衬底、保护氧化层及填充氧化层；通过形成具有掺杂离子的填充氧化层，以降低填充氧化层在酸性溶液中的刻蚀速率，提高填充氧化层的刻蚀选择比；进一步的，可形成具有不同的掺杂离子及不同的掺杂浓度的填充氧化层，以降低工艺复杂度，提高操作便捷性，且易于调控。本发明可有效减轻浅沟槽隔离结构产生边沟的现象，制备高质量的产品。

技术领域

本发明涉及微电子领域，尤其涉及一种浅沟槽隔离结构及其制备方法。

背景技术

随着集成电路技术的不断缩微，目前主流的集成电路制造中，绝缘结构普遍采用浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation，STI)结构，以对相邻的主动区域器件进行隔离，满足工艺和器件的要求。

浅沟槽隔离结构的制备，通常是在半导体衬底上沉积氮化硅层，然后图形化氮化硅层，形成硬掩膜，接着蚀刻衬底，以在相邻的器件之间形成浅沟槽，而后在浅沟槽中填充氧化层，以形成浅沟槽隔离结构，用以隔离相邻的器件。然而在后续工艺中，如在去除氮化硅层、氧化层等工艺时，会对填充氧化层造成损伤，使得填充氧化层形成边沟(Divot)，而边沟的形成会对位于浅沟槽隔离结构附近的器件的电特性产生影响，降低产品质量。

目前，为解决浅沟槽隔离结构的边沟问题，通常采用制备侧墙的方法，以对浅沟槽隔离结构进行保护，即在去除氮化硅层后，通过在填充氧化层的表面形成保护氧化层，通过刻蚀保护氧化层，以在填充氧化层的侧边形成侧墙，以通过侧墙保护填充氧化层，降低后续工艺对填充氧化层的损伤。然而采用该方法，由于侧墙的添加，会使得制备的浅沟槽隔离结构的尺寸增加，从而降低了空间利用率，这与微电子追求微型化的发展趋势相违背，且侧墙的制备工艺较复杂，操作便捷性较差，难以调制。

因此，提供一种新型的浅沟槽隔离结构及其制备方法，以有效解决浅沟槽隔离结构的边沟问题，实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种浅沟槽隔离结构及其制备方法，用于解决现有技术中浅沟槽隔离结构的边沟问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种浅沟槽隔离结构的制备方法，包括以下步骤：

提供基底，所述基底包括设置有浅沟槽的衬底，以及位于所述衬底上的依次堆叠设置的衬垫氧化层及氮化硅层，且所述衬垫氧化层及氮化硅层显露所述浅沟槽；

形成保护氧化层，所述保护氧化层覆盖所述浅沟槽的底部及侧壁；

形成填充氧化层，所述填充氧化层填充所述浅沟槽，且所述填充氧化层具有掺杂离子，以通过所述掺杂离子降低所述填充氧化层在酸性溶液中的刻蚀速率。

可选地，所述酸性溶液包括热磷酸、HF溶液、RCA溶液及BOE溶液中的一种。

可选地，所述掺杂离子包括碳离子、氮离子、硼离子、镓离子、磷离子及砷离子中的一种或组合。

可选地，形成所述填充氧化层的方法包括原位掺杂法；所述原位掺杂法包括HDP掺杂法或HARP掺杂法。

可选地，形成所述填充氧化层的方法包括以所述氮化硅层作为掩膜的离子注入掺杂法、DPN掺杂法及热扩散掺杂法中的一种。

可选地，当采用所述离子注入掺杂法或DPN掺杂法形成所述填充氧化层后，还包括退火的步骤。

可选地，在形成所述保护氧化层之前，还包括回蚀所述氮化硅层的步骤。

可选地，还包括去除所述氮化硅层及衬垫氧化层的步骤。

本发明还提供一种浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构包括：

衬底，所述衬底设置有浅沟槽；

保护氧化层，所述保护氧化层覆盖所述浅沟槽的底部及侧壁；